层次增长：基础研究与应用研究外文翻译资料

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层次增长：基础研究与应用研究

Hans Gersbacha, Gerhard Sorger b , Christian Amon

摘要：我们开发的模型融合了现代经济增长的显着特征。我们通过横向创新将扩展品种增长模型与基础研究和应用研究的层次相结合。前者扩展了知识库，后者将其商业化。双向溢出加强了每个部门的研究生产力。我们建立了均衡增长路径的存在。沿着这样的路径，中间产品的创意库和商业化蓝图的库以同样的速度增长。基础研究是经济增长的必要和充分条件。

关键词: 基础研究，应用研究，知识库，商业化，分层经济增长

“大学研究的大部分经济利益很可能来自建立在大学研究所创造的科学和工程基础之上的私营部门的发明，而不是直接由大学产生的商业发明。”[Henderson等人.（1998年），p.126]

1、导言

工业化国家和正在工业化国家的创新过程都以基础研究和应用研究的层次结构为典型特征。基础研究主要由政府资助，通过产生新的想法、理论和原型来扩展经济的知识基础，而这些想法、理论和原型通常没有直接的商业用途。另一方面，应用研究主要由私营公司进行，这些公司通过将基础研究成果转化为新产品的蓝图，将其商业化。此外，基础研究和应用研究在知识库的扩展和商业化的整个过程中相互促进。例如，应用研究得益于基础研究，因为后者提供知识和方法，支持研究活跃的私营公司解决问题的过程，而基础研究则受益于应用研究，因为应用研究可以识别未解决的问题并发现基础研究的新挑战。也就是说，创新过程的特点是基础研究和应用研究之间的双向溢出。

本文建立了一个内生增长模型，该模型反映了创新过程的上述层次性和相互依赖性。我们分析了一个封闭的经济体，包括最终和中间产品部门、基础和应用研究部门、无数家庭的连续体和政府。技术进步是按照上述思路建模的一个分层创新过程的结果：基础研究由政府资助，扩大了经济的知识基础，而应用研究则由私营公司进行，将基础知识转化为新的中间产品的蓝图。此外，基础研究和应用研究之间的双向溢出加强了每个研究部门的生产力。在这种情况下，政府可以通过选择基础研究部门的规模和向研究人员提供补贴来影响经济的增长和福利。这两项政府活动都由劳动所得税提供资金。

我们的模型是基于Romer（1990）提出的通过横向创新扩大增长的多样性框架的传统。我们模型的关键特征是创新过程的层次性，以及上述基础研究和应用研究之间的溢出效应。而罗默和其他人则有效地假设了一个外生的、不可穷尽的知识库，应用研究人员可以利用这个知识库来发明新中间产品的蓝图，我们将这一知识库内化为基础研究部门的产出。换句话说，我们假设应用研究的生产力受到经济“知识前沿”的制约，而知识前沿反过来只能由基础研究向外推进。特别是，从长远来看增长将停止，除非通过基础研究永久扩展经济知识基础。

我们建立了均衡增长路径的存在。沿着这样的路径，中间产品的创意库和商业化蓝图的库以相同的速度增长。基础研究是经济增长的充要条件。我们表明，经济增长可以有两个不同方面。首先，如果应用研究是处于知识前沿，则增长可能完全由基础研究投资决定。其次，长期增长可能由基础研究和应用研究共同决定，研究补贴可以进一步刺激经济增长。当只存在向上或向下溢出时，我们通过例子和极性案例来说明不同类型的增长过程。在前一种情况下，基础研究中雇佣的劳动力比例越高，就意味着增长率和应用研究就越高而应用研究则处于知识前沿。在后一种情况下，如果基础研究超过一定的门槛，增长就会下降，如果基础研究进一步增加，由于从事应用研究变得无利可图，增长就会完全停止。

除了前面提到的理论结果之外，我们还提供了一个基于美国数据的定量说明。以复制美国人均GDP长期增长率的方式对模型进行校准，我们发现应用研究远低于知识前沿：在均衡增长路径上，只有36%的想法被商业化。在政策方面，这意味着在本例中，对基础研究活动（如大学）的直接资助和对从事研究活动的私营公司的补贴都是提高经济增长的的有效措施。该模型还预测，将基础研究成果转化为商业产品大约需要11年时间，这一发现与现有数据大致相符。

到目前为止，有几位作者在动态设置中对公共资助基础研究的影响做出了重要贡献。其中第一个是壳牌公司（1966年、1967年）的贡献，它突出了为基础研究分配一些资源的必要性。因此，壳牌公司的技术知识概念（他将其视为一种仅由销项税资助的公共产品）与我们的基础研究概念密切相关。同样，Grossman和Helpman（1991）论述了通过所得税资助的基础研究对增长的积极影响，以及资源使用和税收扭曲造成的负面影响。此外，Arnold（1997）分析了有无内在人力资本的情况下，不同数量的公共资助基础研究对应用研究和增长的影响，得出了最优政策规则，并评估了不同类型增长模型的有效性。Gersbach等人（2010）研究了开放性对基础研究最优公共投资额的影响。

为了评估各种研究政策的影响，Morales（2004）考虑了纵向创新的内生增长模型，该模型结合私营企业和政府进行的基础研究和应用研究。假设基础研究不可申请专利，Cozzi和Galli（2008、2009a、2009b）开发了包含基础研究和应用研究的有趣增长模型。在这些论文中，基础研究创造了被私人研究人员采纳并发展成可销售产品的基本思想。他们还研究了公共基础研究人员面临的货币和非货币激励计划对他们研究工业用途有用性的影响。

我们的论文是对这些文献的补充。我们研究了基础研究和应用研究的层次结构，该层次结构产生两种知识库：一个是公开可用的知识库，另一个是中间产品的商业化和专利蓝图库。此外，创新被视为一个相互依赖的过程，反映在两个研究领域之间的双向溢出。我们对基础研究和应用研究之间双向溢出的描述遵循Park（1998）的描述。

本文的结构如下。在下一节中，我们将为我们关于创新过程中的层次结构和双向溢出的中心假设提供实证支持。第三节建立了正式模型。在第四节中，我们定义并刻画了与政府固定政策方案相对应的竞争均衡。我们确定了经济增长的决定因素。在第5节中，我们重点讨论了基础研究和应用研究之间向上和向下溢出的极性案例。第6节提供了我们的模型的一个数值例子，该模型复制了美国经济的创新和增长模式。在第7节中，我们讨论了平衡增长路径的过渡动力和稳定性。第8节总结。所有证据都收集在附录中。

2、实证动机

在本节中，我们通过一些实证观察来激励我们的分析。更具体地说，我们记录了以下事实：基础研究主要由政府资助，而应用研究通常由私营企业进行，我们证明了基础研究和应用研究之间的层次结构以及双向溢出的存在。

2.1. 基础研究与应用研究在GDP和融资方式中的比重

在大多数工业化国家和工业化国家中，基础研究和应用研究支出占GDP的比重很大。如表1所示，2009年，在有可比数据的抽样国家中，研发支出总额与国内生产总值的平均比率为2.18%，斯洛伐克共和国的比率最低（0.48），以色列的比率最高（4.46）。此外，平均研发支出占GDP的比率从2000年的1.74%上升到2009年的2.18%。2009年基础研究经费平均占研发经费总额的21.39%，在中国最低（4.66），斯洛伐克最高（40.80）。基础研究经费占研发经费总额的平均比例从2000年的19.28%提高到2009年的21.39%。

众所周知，基础研究主要由公共资金资助，而应用研究则主要由私营部门资助和执行。根据OECD（2012）自我计算显示，平均而言，约四分之三的基础研究支出由政府和高等教育机构承担，而商业企业和私营非营利机构则占了剩下的四分之一。应用研究的模式几乎完全相反。考虑到这些信息，我们将确定以下定义：基础研究对应于大学或学术研究和科学，应用研究与工业研究相联系。因此，“基础研究”将被用作“大学或学术研究和科学”的同义词，“应用研究”将被用作“工业研究”的同义词。

表1：研发支出（资料来源：经合组织，主要科学和技术）

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